Автономный инвертор напряжения

Автономный инвертор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

"Ag (iù i572884

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.06.75 (21) 2146872/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 10.09.77 (51) М. Кл.2 Н 02М7/515

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

О, Г. Булатов и С. В. Одынь

Московский Ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Известные схемы автономных инверторов напряжения (1, 2, 3) не обеспечивают достаточно высокого качества формы кривой выходного напряжения.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка известных схем.

Это достигается тем, что к диагонали постоянного тока однофазного мостового узла коммутации тиристорного инвертора подключена первичная обмотка импульсного трансформатора. В другую диагональ моста параллельно с коммутирующей 1 С-цепочкой включено встречно последовательное соединение двух тиристоров, катоды которых подключены к отрицательному зажиму источника питания.

Вторичные обмотки импульсного трансформатора включены через двухоперационные тиристоры параллельно силовым тиристорам инвертора. Для автоматического регулирования колебательного тока в коммутирующей цепочке целесообразна установка во всех фазах нагрузки датчиков тока, соединенных с системой управления, выходы которой подключены к управляющим электродам тиристоров узла коммутации.

Достоинством схемы является облегченное запирание двухоперационных тиристоров узла коммутации, поскольку в момент подачи запирающего импульса управления анодный ток через двухоперационный тиристор с помощью внешних переключений спадает до небольшой величины, что существенно увеличивает (практически па порядок, как показало исследование работы двухоперационных тиристоров)

5 коммутирующую способность двухоперациопных .тиристоров и таким образом, значительно возрастет максимальная мощность, коммутируемая узлом коммутации при прочих равных условиях.

10 На ориг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора в трехфазном мостовом варианте исполнения с общим узлом повентильной коммутации; на фиг. 2 изобр; жены временные диаграммы, поясняющие ра15 боту устройства в период коммутации.

Трехфазный инвертор с силовыми тиристорами 1 — б, шунтированными обратными диодами 7 — 12 и последовательным соединением вторичных обмоток 13 — 18 импульсного транс20 форматора 19 с двухоперационными тиристорами 20 — 25, работает на трехфазную нагрузку 2б и содержит однофазный мост из тиристоров 27 — 30, к одной диагонали которого подключены коммутирующая цепочка 31 из

25 конденсатора 32 и дросселя 33 и встречно последовательно соединенные тиристоры 34 — 35, общая точка которых — катод подключена к отрицательной шине питающего напряжения, а к другой диагонали указанного моста под30 ключснь1 первичная обмотка Зб трансформа572884

3 тора 19 и последовательно соединенные рези стор смещения 37 и источник питающего напряжения. Для автоматического регулирования напряжения на конденсаторе 32 последовательно с фазами нагрузки введены датчики тока 38, 39 и 40, которые связаны с системой управления 41, задающей импульсы па управляющие электроды коммутирующих тиристоров 20 — 25, 27 — 30, 34 и 35.

Инвертор работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени to огкрыты тиристоры 1, 3, 5 и напряжение на коммутирующем конденсаторе 32 имеет вид, представленный на фиг, 2а. При этом правая обкладка конденсатора 32 имеет положительный потенциал.

В момент времени t> начинается процесс коммутации тиристора 1.

Для выключения тиристора 1 подаются управляющие импульсы на тиристоры 20, 27 и

30. Конденсатор 32 начинает перезаряжаться по контуру 32 — 33 — 30 — 36 — 27 — 32 (см. фиг. 2а), а через тиристор 1 протекает разность тока нагрузки фазы А1 и тока указанного колебательного контура i », приведенного через коэффициент трансформации ко вторичной обмотке 13 трансформатора 19 (см. фиг. 2o). В момент времени tq ток i » становится больше тока i разность этих токов начинает протекать через диод 7, а тиристор

1 оказывается под обратным напряжением и запирается. Ток достигает минимальной величины, а затем спадает, и в момент 4, до того как ток t » упадет до величины тока 1,, подается отпирающий импульс на тиристор 35 и запирающий импульс управления на тиристор 20.

11ри включении тиристора 35 анод тиристора 30 оказывается более отрицательным, чем его катод и тиристор 30 запирается. При этом через обмотку 3б трансформатора 19 начинает протекать небольшой ток смещения (его величина определяется отношением величин напряжения питания инвертора и сопротивления резистора 37) и ток намагничивания трансформатора 19. В обмотку 13 при этом трансформируется также лишь небольшой по величине ток (ток 1" на фиг. 2г). Поэтому условия запирания тиристора 20 существенно улучшаются.

В момент t4 ток i» спадает до нуля и тиристоры 27, 30 выключаются. За интервал времени (t3 — 14) происходит подзаряд конденсатора 32 до напряжения требуемой величины, а сердечник импульсного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса под действием тока смещения перемагничивается до исходного состояния, после чего в принципе возможна следующая коммутация.

Регулируя время подачи задержки импульсов отпирания на тиристор 35 относительно импульсов отпирания на тиристоры 27 и 30 или, что то же самое, время задержки между отпирающими и запирающими импульсами на тиристор 20 (а в следующую коммутацию

15 р

60 ба время задержки управляющих импульсов на тиристоры 28, 29 и 34), можно изменять величину начального напряжения на конденсаторе 32, а значит и амплитуду тока в коммутирующей цепочке. При этом можно осуществить обратную связь по величине тока нагрузки на систему управления 41 тиристорами 20 — 25, 27 — 30, 34 — 35 и, таким образом, автоматически регулировать амплитуду тока в коммутирующей цепочке, то есть коммутационную способность узла коммутации, в зависимости от величины тока нагрузки.

Потенциальная развязка коммутирующей цепочки от силовых тиристоров с помощью импульсного трансформатора и включение параллельно коммутирующей цепочке встречно последовательно соединенных тиристоров, катоды которых образуют общую точку и подключены к отрицательной шине питающего напряжения выгодно отличает предлагаемый инвертор от известных, так как при сохранении минимального количества реактивных элементов обеспечивается повентильная коммутация, а регулирование амплитуды тока в коммутирующей цепочке достигается без дополнительного источника питания. Важно отметить, что снижение анодного тока в двухоперационных тиристорах в момент подачи запирающих импульсов управления дает значительное улучшение условий запирания двухоперационных тиристоров в устройстве, тем самым, способствует возрастанию максимальной мощности, коммутируемой узлом коммутации при прочих равных условиях.

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий мост из основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, параллельно каждому из которых подключены через двухоперационные коммутирующие тиристоры вторичные обмотки коммутирующего импульсного трансформатора, и однофазный коммутирующий тиристорный мост с коммутирующей

L отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, к диагонали постоянного тока коммутирующего моста подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, а к диагонали переменного тока моста подключена цепочка двух встречно последовательно соединенных вспомогательных тиристоров, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательному выводу источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 495749, кл.

Н 02М 7/515, 08.02.71.

2. Авторское свидетельство № 350111, кл.

H 02M 7/515, 1970.

3. Доклады Всесоюзного научно-технического совещания «Применение тиристорных преобразователей в электроэнергетике», вып. 2, М., 1972, с. 284 — 293.